CATL anunció un avance en la tecnología de baterías de metal de litio
CATL, el mayor fabricante de baterías para vehículos eléctricos del mundo, ha anunciado un avance en la tecnología de baterías de metal de litio (LMB) a través de un método de análisis estadístico llamado Mapeo Cuantitativo.
Lo que se sabe
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Nanotechnology. CATL afirma haber entrado en el territorio inexplorado de la estrategia de electrolitos. El enfoque innovador permite la creación de LMBs con alta densidad de energía y una vida útil prolongada, resolviendo un problema de larga data en el campo. El prototipo optimizado ha logrado una vida útil de 483 ciclos y puede integrarse en diseños actuales para alcanzar densidades de energía de más de 500Wh/kg, marcando un paso significativo hacia la viabilidad comercial para aplicaciones de LMB en vehículos eléctricos y aviación eléctrica.
Las LMBs representan una de las áreas prometedoras de las baterías de próxima generación debido a su alta densidad de energía inherente. Especialmente para aplicaciones de alto rendimiento como vehículos eléctricos con gran autonomía. Sin embargo, estas baterías han enfrentado durante mucho tiempo un compromiso entre la densidad de energía y la vida útil del ciclo. Las investigaciones anteriores se han centrado en mejorar el rendimiento de las celdas al optimizar las estructuras de solvatación y las interfaces de electrolitos. Y estos enfoques a menudo han tenido un costo en la vida útil, sin proporcionar soluciones comercialmente viables. Se ha logrado un progreso limitado en la comprensión del modo de falla de las LMBs debido a la dificultad de cuantificar con precisión el consumo de litio activo y componentes del electrolito durante el ciclo.
Para superar este obstáculo, el equipo de I+D de CATL desarrolló y refinó un conjunto de métodos analíticos para rastrear la evolución del litio activo y cada componente del electrolito a lo largo del ciclo de vida de la batería. Este enfoque convirtió una "caja negra" en una "caja blanca", revelando caminos críticos de agotamiento que conducen a la falla de la celda. El equipo descubrió que, contrariamente a las suposiciones previas, la causa dominante de la falla de la celda no es la degradación del disolvente, la acumulación de litio "muerto" o el disturbio de solvatación, sino el consumo continuo de sal de electrolito LiFSI, con el 71% consumido al final de su vida útil. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de ampliar el enfoque de la industria más allá de la eficiencia de la batería de Coulomb (CE), que durante mucho tiempo se ha considerado un indicador clave para LMB, e incluir la longevidad del electrolito como un factor crítico para un rendimiento sostenido.
Basado en estos hallazgos, CATL optimizó la composición del electrolito al introducir un diluyente con un peso molecular más bajo. Este ajuste aumentó la fracción de masa de sal LiFSI, mejoró la conductividad iónica y redujo la viscosidad, sin aumentar la masa total del electrolito utilizado. El prototipo de LMB resultante, aunque presenta la misma CE que la iteración anterior, duplica la vida del ciclo a 483 ciclos y puede ser utilizado en nuevos diseños con densidades de energía superiores a 500Wh/kg. En palabras más simples, CATL promete baterías eficientes y de larga duración.
La investigación se llevó a cabo en el 21C Lab de CATL, que se centra en desarrollar tecnologías de baterías de próxima generación. CATL ha invertido un total de unos 18.6 mil millones de yuanes (US$2.59 mil millones) en investigación y desarrollo en 2024.
Fuente: CATL
